本發(fā)明涉及半導(dǎo)體混合集成電路領(lǐng)域，具體為一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、老煉試驗(yàn)是混合集成電路生產(chǎn)過(guò)程中必須經(jīng)歷的一項(xiàng)可靠性試驗(yàn)，也稱熟化試驗(yàn)，是關(guān)系到軍用混合集成電路可靠性應(yīng)用的重要因素。老煉試驗(yàn)的目的是為了剔除那些勉強(qiáng)合格的器件。這些器件或是本身具有固有缺陷，或其制造工藝控制不當(dāng)產(chǎn)生缺陷，這些缺陷造成與時(shí)間和應(yīng)力有關(guān)的失效。如不進(jìn)行老煉試驗(yàn)，這些有缺陷的器件在使用條件下會(huì)出現(xiàn)初期致命失效或早期壽命失效。因此，老煉時(shí)選用最大額定工作條件或在最大額定工作條件之上對(duì)電路施加應(yīng)力，或施加能以相等的或更高的靈敏度揭示出隨時(shí)間的應(yīng)力變化的失效模式的等效篩選條件，以此幫助制造商在產(chǎn)品投放市場(chǎng)之前發(fā)現(xiàn)并解決潛在的性能問(wèn)題，從而提高產(chǎn)品的可靠性和用戶滿意度。

2、混合集成功率驅(qū)動(dòng)器老煉時(shí)電壓高、電流大、功率高、時(shí)間長(zhǎng)，老煉試驗(yàn)難度大。目前，功率驅(qū)動(dòng)器老煉試驗(yàn)大多采用傳統(tǒng)的人工手動(dòng)老煉方式，需多個(gè)大功率電源、信號(hào)源、負(fù)載、老煉板及烘箱等多種資源，人工互聯(lián)搭建老煉平臺(tái)，老煉試驗(yàn)前準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、效率低、資源占用率高，迫切需要效率高、穩(wěn)定性好、可靠性高、通用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便的老煉方法，提高老煉效率，縮短生產(chǎn)周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中混合集成功率驅(qū)動(dòng)器老煉效率低，老煉能力不足的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，包括高溫試驗(yàn)箱、老煉試驗(yàn)通道、供電電源和上位機(jī)，老煉試驗(yàn)通道包括老煉板、控制檢測(cè)板和多組程控交流電子負(fù)載；高溫實(shí)驗(yàn)箱中設(shè)置有多個(gè)加熱單元，多個(gè)加熱單元的控制端與控制檢測(cè)板連接；

4、供電電源用于為高溫試驗(yàn)箱和控制檢測(cè)板提供電源；老煉板設(shè)置于高溫試驗(yàn)箱中，老煉板上集成設(shè)置有用于安裝待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)檢測(cè)工位，檢測(cè)工位與加熱單元一一對(duì)應(yīng)，各個(gè)檢測(cè)工位的電連接端口通過(guò)連接器與控制檢測(cè)板的輸出端口連接；

5、控制檢測(cè)板上集成有檢測(cè)單元、電壓轉(zhuǎn)換單元、pwm信號(hào)控制單元和主控單元，殼溫傳感器、檢測(cè)單元、電壓轉(zhuǎn)換單元和pwm信號(hào)單元均與主控單元雙向連接，主控單元與上位機(jī)連接，主控單元用于采集和處理被老煉功率驅(qū)動(dòng)器的老煉試驗(yàn)信息并上傳給上位機(jī)，對(duì)整個(gè)老煉試驗(yàn)狀態(tài)、試驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行檢測(cè)；電壓轉(zhuǎn)換單元用于將電源轉(zhuǎn)化為被老煉功率驅(qū)動(dòng)器所需的電壓；

6、檢測(cè)單元的輸入端與老煉電路的輸出端連接；pwm信號(hào)控制單元用于為被老煉電路提供所需的輸出脈沖波或直流電平信號(hào)，pwm信號(hào)控制單元的輸出端與被老煉功率驅(qū)動(dòng)器的管腳端連接；高溫試驗(yàn)箱的控制輸入端與主控單元的輸出端連接；

7、多組程控交流電子負(fù)載用于作為h橋相或三相橋功率驅(qū)動(dòng)器負(fù)載，每組交流電子負(fù)載的電流由上位機(jī)單獨(dú)控制，每組程控交流電子負(fù)載分別對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)工位。

8、優(yōu)選的，老煉試驗(yàn)通道設(shè)置有多個(gè)，且所有老練試驗(yàn)通道的控制檢測(cè)板均與上位機(jī)連接。

9、優(yōu)選的，老煉板上檢測(cè)工位的電連接端口與控制檢測(cè)板的輸出端口之間設(shè)置針式連接器進(jìn)行電氣連接。

10、優(yōu)選的，pwm信號(hào)控制單元上配置八路pwm信號(hào)，且每路之間相位差可調(diào)。

11、優(yōu)選的，檢測(cè)單元包括輸出波形跟蹤檢測(cè)單元、電壓跟蹤檢測(cè)單元和殼溫控制監(jiān)測(cè)單元，輸出波形跟蹤檢測(cè)單元用于對(duì)被老煉電路的輸出波形進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)，電壓跟蹤檢測(cè)單元用于實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)被老煉電路的工作電壓、電流是否與設(shè)置一致，殼溫控制監(jiān)測(cè)單元用于調(diào)整待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的外殼溫度，殼溫控制監(jiān)測(cè)單元通過(guò)主控單元與加熱單元連接。

12、優(yōu)選的，供電電源通過(guò)連接器與電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行連接，電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電源包括兩路正電源和兩路負(fù)電源。

13、優(yōu)選的，待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的外殼上設(shè)置有殼溫傳感器，殼溫傳感器用于檢測(cè)待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的外殼溫度，殼溫傳感器的輸出端與主控單元的輸入端連接。

14、優(yōu)選的，殼溫傳感器上配置有報(bào)警單元，報(bào)警單元的輸入端與殼溫傳感器的輸出端連接，報(bào)警單元通過(guò)主控單元與上位機(jī)連接。

15、優(yōu)選的，高溫試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器用于采集高溫試驗(yàn)箱的內(nèi)部溫度，溫度傳感器的輸出端與控制單元的輸入端連接。

16、一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉方法，采用混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，包括如下步驟：

17、s1，將待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器安裝在老煉板檢測(cè)工位上，然后將老煉板放置于高溫試驗(yàn)箱中；

18、s2，電氣連接老煉板和控制檢測(cè)板；

19、s3，打開(kāi)供電電源，電壓經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換單元傳遞給老煉板并進(jìn)行老煉試驗(yàn)：pwm信號(hào)單元輸出滿足h橋、三相橋功率驅(qū)動(dòng)器的脈沖波或直流電平信號(hào)；檢測(cè)單元實(shí)時(shí)跟蹤老煉試驗(yàn)參數(shù)，同時(shí)傳遞給主控單元，主控單元將老煉試驗(yàn)信息進(jìn)行收集、分析和圖顯，并在分析處理后將結(jié)果傳遞給上位機(jī)；

20、老煉試驗(yàn)過(guò)程中，被老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的殼溫由主控單元通過(guò)加熱單元進(jìn)行調(diào)整控制，直至待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的殼溫大道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置；當(dāng)被老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的殼溫超過(guò)上限時(shí)，關(guān)閉該功率驅(qū)動(dòng)器所對(duì)應(yīng)的交流電子負(fù)載。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建自動(dòng)老煉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)h橋、三相橋混合集成功率驅(qū)動(dòng)器的自動(dòng)老煉試驗(yàn)，提高一次性老煉試驗(yàn)效率，減低老煉資源占用率，縮短生產(chǎn)周期，滿足航空、航天、武器裝備的需求。每塊控制檢測(cè)板由一套控制單元獨(dú)立控制，對(duì)應(yīng)控制一塊老煉板，獨(dú)立控制對(duì)應(yīng)老煉試驗(yàn)電源輸入、信號(hào)輸入、程控恒流電子負(fù)載、檢測(cè)試驗(yàn)參數(shù)和控制其試驗(yàn)狀態(tài)、試驗(yàn)進(jìn)程等。每路交流電子負(fù)載均可作為h橋相或三相橋功率驅(qū)動(dòng)器負(fù)載使用。每路電子負(fù)載的電流均可在上層軟件中設(shè)置上、下限，超過(guò)上限系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載并報(bào)警，低于下限則報(bào)警。

23、被老煉功率驅(qū)動(dòng)器安裝在老煉板上，老煉板放置在高溫實(shí)驗(yàn)箱中，采用針式連接器與與其他單元進(jìn)行通訊。電壓轉(zhuǎn)換單元將電源轉(zhuǎn)化為被老煉功率驅(qū)動(dòng)器所需的電壓，通過(guò)連接器供給被老煉功率驅(qū)動(dòng)器。檢測(cè)單元通過(guò)連接器，采集被老煉電路的輸出信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后圖形化輸出，用以判斷被老煉功率驅(qū)動(dòng)器是否工作正常。pwm信號(hào)控制單元用于為被老煉電路提供所需的pwm信號(hào)，通過(guò)連接器將pwm信號(hào)傳輸至被老煉功率驅(qū)動(dòng)器的管腳端。主控單元用于采集的被老煉功率驅(qū)動(dòng)器采集電壓、電流、殼溫、高溫試驗(yàn)箱溫度等信息參數(shù)進(jìn)行處理判斷，并上傳給上位機(jī)，對(duì)整個(gè)老煉試驗(yàn)狀態(tài)、試驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行檢測(cè)，控制聲光報(bào)警系統(tǒng)。檢測(cè)單元、主控單元及電壓轉(zhuǎn)換單元等共同組成控制檢測(cè)板。

24、進(jìn)一步的，聲光報(bào)警單元配合溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警，在超溫時(shí)，自動(dòng)聲光報(bào)警，并切斷模塊供電電源，必要時(shí)可一鍵關(guān)閉系統(tǒng)電源，避免由于高溫試驗(yàn)箱溫度波動(dòng)或失控造成被試驗(yàn)器件損壞效，使試驗(yàn)箱工作處于多重保護(hù)狀態(tài)。

技術(shù)特征：

1.一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，包括高溫試驗(yàn)箱、老煉試驗(yàn)通道、供電電源和上位機(jī)，老煉試驗(yàn)通道包括老煉板、控制檢測(cè)板和多組程控交流電子負(fù)載；高溫實(shí)驗(yàn)箱中設(shè)置有多個(gè)加熱單元，多個(gè)加熱單元的控制端與控制檢測(cè)板連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，老煉試驗(yàn)通道設(shè)置有多個(gè)，且所有老練試驗(yàn)通道的控制檢測(cè)板均與上位機(jī)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，老煉板上檢測(cè)工位的電連接端口與控制檢測(cè)板的輸出端口之間設(shè)置針式連接器進(jìn)行電氣連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，pwm信號(hào)控制單元上配置八路pwm信號(hào)，且每路之間相位差可調(diào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的外殼上設(shè)置有殼溫傳感器，殼溫傳感器用于檢測(cè)待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的外殼溫度，殼溫傳感器的輸出端與主控單元的輸入端連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，殼溫傳感器上配置有報(bào)警單元，報(bào)警單元的輸入端與殼溫傳感器的輸出端連接，報(bào)警單元通過(guò)主控單元與上位機(jī)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，檢測(cè)單元包括輸出波形跟蹤檢測(cè)單元、電壓跟蹤檢測(cè)單元和殼溫控制監(jiān)測(cè)單元，輸出波形跟蹤檢測(cè)單元用于對(duì)被老煉電路的輸出波形進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)，電壓跟蹤檢測(cè)單元用于實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)被老煉電路的工作電壓、電流是否與設(shè)置一致，殼溫控制監(jiān)測(cè)單元用于調(diào)整待老煉的功率驅(qū)動(dòng)器的外殼溫度，殼溫控制監(jiān)測(cè)單元通過(guò)主控單元與加熱單元連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，供電電源通過(guò)連接器與電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行連接，電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電源包括兩路正電源和兩路負(fù)電源。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，高溫試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器用于采集高溫試驗(yàn)箱的內(nèi)部溫度，溫度傳感器的輸出端與控制單元的輸入端連接。

10.一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉方法，采用如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體混合集成電路領(lǐng)域，具體為一種混合集成功率驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)老煉系統(tǒng)及方法，包括高溫試驗(yàn)箱、老煉試驗(yàn)通道、供電電源和上位機(jī)，老煉試驗(yàn)通道包括老煉板、控制檢測(cè)板和多組程控交流電子負(fù)載，本發(fā)明將三相橋和H橋兩類功率驅(qū)動(dòng)器的老煉方式集為一體，可同時(shí)老煉三相橋和H橋功率驅(qū)動(dòng)器；可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中的電壓、電流、殼溫、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、記錄，可視化展示；具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫保護(hù)，每個(gè)老煉通道相互獨(dú)立，可根據(jù)試驗(yàn)需求，進(jìn)行擴(kuò)展，提升單次老煉能力。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉利,李雄,裘卓敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安微電子技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21